第2章：1儲(chǔ)層流體的物理特性油氣藏?zé)N類的相態(tài)特征ppt課件

1、第二章 儲(chǔ)層流體的物理特性第二章 儲(chǔ)層流體的物理特性第二章 儲(chǔ)層流體的物理特性第二章 儲(chǔ)層流體的物理特性第一節(jié) 油氣藏?zé)N類的相態(tài)特征第二節(jié) 天然氣的高壓物性第三節(jié) 地層水的高壓物性第四節(jié) 地層原油的高壓物性第五節(jié) 地層流體高壓物性研究方法第一節(jié) 油氣藏?zé)N類的相態(tài)特征第一節(jié) 油氣藏?zé)N類的相態(tài)特征第一節(jié) 油氣藏?zé)N類的相態(tài)特征第一節(jié) 油氣藏?zé)N類的相態(tài)特征l1.油氣藏?zé)N類的化學(xué)組成和分類l2.單組分烴類體系的相圖l3.雙組分烴類體系的相圖l4.多組分烴類系統(tǒng)的相圖l5.典型油氣藏相圖油氣藏?zé)N類的化學(xué)組成和分類油氣藏?zé)N類的化學(xué)組成和分類u石油和天然氣石油和天然氣是多種烴類和是多種烴類和非烴類所組成非烴類

2、所組成的混合物。的混合物。u就油氣藏?zé)N類就油氣藏?zé)N類而言，一般是而言，一般是烷烴、環(huán)烷烴烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴。和芳香烴。相態(tài)相態(tài)化學(xué)組成化學(xué)組成主要成分主要成分氣態(tài)氣態(tài)烷烴烷烴C C1 1C C4 4天然氣天然氣液態(tài)液態(tài)烷烴烷烴C C5 5C C1616石油石油固態(tài)固態(tài)烷烴烷烴C C1616以上以上石臘石臘 各相態(tài)的化學(xué)組成常溫、常壓）各相態(tài)的化學(xué)組成常溫、常壓）u實(shí)際上，石油、天然氣、石蠟的化學(xué)組成，要找出明確實(shí)際上，石油、天然氣、石蠟的化學(xué)組成，要找出明確的界線很困難。的界線很困難。 1油氣藏?zé)N類體系的相態(tài)及化學(xué)組成油氣藏?zé)N類體系的相態(tài)及化學(xué)組成2 2油氣藏?zé)N類體系相態(tài)的控制因素油氣藏?zé)N類

3、體系相態(tài)的控制因素u內(nèi)因：烴類體系的化學(xué)組成內(nèi)因：烴類體系的化學(xué)組成u外因：烴類體系所處的溫度、壓力環(huán)境外因：烴類體系所處的溫度、壓力環(huán)境3 3相圖相圖u相相phasephase）：某一體系中的均質(zhì)部分。一個(gè)相中可以）：某一體系中的均質(zhì)部分。一個(gè)相中可以含有多種組分。（如：地層油和氣為不同的兩相）含有多種組分。（如：地層油和氣為不同的兩相）u相態(tài)方程：對(duì)于一個(gè)組成固定的體系，壓力、溫度和相態(tài)方程：對(duì)于一個(gè)組成固定的體系，壓力、溫度和比容比容P.T.VP.T.V都是該體系相狀態(tài)的函數(shù)。特定體系的都是該體系相狀態(tài)的函數(shù)。特定體系的狀態(tài)方程為狀態(tài)方程為u F FP.V.TP.V.T）=0=0u相圖：

4、將狀態(tài)方程以圖示法表示就是相圖。相圖：將狀態(tài)方程以圖示法表示就是相圖。3 3相圖相圖u立體相圖立體相圖u平面相圖平面相圖u P-V圖圖u P-T圖圖u石油工業(yè)中，常石油工業(yè)中，常將將P-T圖簡稱為圖簡稱為相圖。相圖。2. 2. 單組分烴類體系的相圖單組分烴類體系的相圖u泡點(diǎn)壓力u在溫度一定的情況下，開始從液相中分離出第一批氣泡的壓力；或在壓力一定的情況下，開始從液相中分離出第一批氣泡的溫度u露點(diǎn)壓力u溫度一定時(shí)，開始從氣相中凝結(jié)出第一批液滴的壓力。單組分：P泡=P露v乙烷的飽和蒸汽壓線乙烷的飽和蒸汽壓線v曲線上的各點(diǎn)即為不同溫度下曲線上的各點(diǎn)即為不同溫度下乙烷的飽和蒸汽壓。它表示氣、乙烷的飽和

5、蒸汽壓。它表示氣、液兩相共存的溫度和壓力條件；液兩相共存的溫度和壓力條件；v氣、液兩相能夠共存的區(qū)域只氣、液兩相能夠共存的區(qū)域只是一條線飽和蒸汽壓線）；是一條線飽和蒸汽壓線）；v臨界點(diǎn)：飽和蒸汽壓線的終點(diǎn)臨界點(diǎn)：飽和蒸汽壓線的終點(diǎn)C），它所對(duì)應(yīng)的溫度為臨界），它所對(duì)應(yīng)的溫度為臨界溫度溫度Tc），它所對(duì)應(yīng)的壓力為），它所對(duì)應(yīng)的壓力為臨界壓力臨界壓力pc）。）。v臨界點(diǎn)是兩相能夠共存的最高臨界點(diǎn)是兩相能夠共存的最高溫度點(diǎn)和最高壓力點(diǎn)。溫度點(diǎn)和最高壓力點(diǎn)。2. 2. 單組分烴類體系的相圖單組分烴類體系的相圖一點(diǎn)、一線、兩區(qū)三區(qū)）一點(diǎn)、一線、兩區(qū)三區(qū)）34/MPa56單組分烴相圖特征：單組分烴相圖特征

6、：Pa=Pb(Pa=Pb(某一溫度下某一溫度下) )，在，在PVPV圖中，兩相共存區(qū)為一水平線圖中，兩相共存區(qū)為一水平線段。段。 Pa Pa、PbPb是任意溫度下的露是任意溫度下的露點(diǎn)、泡點(diǎn)壓力點(diǎn)、泡點(diǎn)壓力臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)C C為兩相共存的最高溫為兩相共存的最高溫度壓力點(diǎn)。度壓力點(diǎn)。飽和蒸汽壓曲線為一條單調(diào)的飽和蒸汽壓曲線為一條單調(diào)的曲線曲線 段。段。相圖應(yīng)用：根據(jù)，判斷單相圖應(yīng)用：根據(jù)，判斷單組分烴所處的相態(tài)組分烴所處的相態(tài)2.2.單組分烴類體系的相圖單組分烴類體系的相圖. 雙組分烴類體系的相圖P-VP-V相圖相圖: :戊烷正庚烷戊烷正庚烷( (占占52%)52%)u某一溫度下，較緩段為汽相區(qū)，

7、較陡段為液相區(qū)，二者之間為兩相共同區(qū)。u在PV圖中，兩相共存區(qū)為 一條斜線。 Pa Pb某一溫度下的露點(diǎn)壓力不等于泡點(diǎn)壓力。3/MPa21雙多組分烴類體系雙多組分烴類體系PTPT相圖及測定原理相圖及測定原理相圖應(yīng)用：根據(jù)，判相圖應(yīng)用：根據(jù)，判斷雙組分烴類所處的相態(tài)斷雙組分烴類所處的相態(tài)u臨界點(diǎn)：混合物的臨界壓力都高于各組臨界點(diǎn)：混合物的臨界壓力都高于各組分的臨界壓力，混合物的臨界溫度則居于分的臨界壓力，混合物的臨界溫度則居于各組分的臨界溫度之間。各組分的臨界溫度之間。u兩相區(qū)：所有混合物的兩相區(qū)都位于兩兩相區(qū)：所有混合物的兩相區(qū)都位于兩純組分的蒸汽壓線之間。純組分的蒸汽壓線之間。PTPT相圖相

8、圖: :乙烷乙烷正正庚烷具不同含量庚烷具不同含量 組分組分比例比例包絡(luò)線包絡(luò)線位置位置包絡(luò)線形態(tài)包絡(luò)線形態(tài)大致大致相同相同正中間正中間兩相區(qū)最大兩相區(qū)最大相差相差越大越大與含量高的組與含量高的組分的飽和蒸汽分的飽和蒸汽線越靠近線越靠近形態(tài)越細(xì)長形態(tài)越細(xì)長, 兩相區(qū)越小兩相區(qū)越小組分性質(zhì)相差越大組分性質(zhì)相差越大 （如分子大?。ㄈ绶肿哟笮。﹥上鄥^(qū)越大兩相區(qū)越大臨界點(diǎn)位置越臨界點(diǎn)位置越高高. 雙組分烴類體系的相圖. .多組分烴類系統(tǒng)的相圖多組分烴類系統(tǒng)的相圖實(shí)際地下油氣藏是復(fù)雜的多組分烴類體系。實(shí)際地下油氣藏是復(fù)雜的多組分烴類體系。擬組分：為了便于研究擬組分：為了便于研究，常把幾種化學(xué)成分合，常把

9、幾種化學(xué)成分合并為一種擬組分。例如并為一種擬組分。例如C2-6視為輕烴組分或視為輕烴組分或中間組分），中間組分）， C7+視為視為液烴組分。液烴組分。泡點(diǎn)線飽和壓力線）泡點(diǎn)線飽和壓力線）；aCpC，液相區(qū)和兩相，液相區(qū)和兩相區(qū)的分界線。區(qū)的分界線。露點(diǎn)線；露點(diǎn)線；CCTb，氣相區(qū)，氣相區(qū)和兩相區(qū)的分界線。和兩相區(qū)的分界線。臨界點(diǎn)：臨界點(diǎn)： C點(diǎn)，泡點(diǎn)線和點(diǎn)，泡點(diǎn)線和露點(diǎn)線的匯合點(diǎn)。露點(diǎn)線的匯合點(diǎn)。等溫逆行區(qū)等溫反凝析區(qū)）等溫逆行區(qū)等溫反凝析區(qū)）逆行就是逆道而行，與正常相反。逆行就是逆道而行，與正常相反。lABD從從B到到D，隨壓力降低，體，隨壓力降低，體系中液量含量由系中液量含量由0%增加增加

10、到到40%。反?，F(xiàn)象逆行。反?，F(xiàn)象逆行現(xiàn)象）現(xiàn)象）lDEF從從D到到E，隨壓力降低，體，隨壓力降低，體系中液量含量由系中液量含量由40% 降低降低到到0% 。正常現(xiàn)象。正?，F(xiàn)象CDCTBCCDCTBC即為反凝析區(qū)，反凝析現(xiàn)象只發(fā)生在靠近臨界即為反凝析區(qū)，反凝析現(xiàn)象只發(fā)生在靠近臨界點(diǎn)附近區(qū)域的特定溫度、壓力條件下。點(diǎn)附近區(qū)域的特定溫度、壓力條件下。兩個(gè)逆行區(qū)：兩個(gè)逆行區(qū)：CBCTDC為為等溫逆行區(qū)，等溫逆行區(qū)， CGCpHC為為等壓逆行區(qū)。等壓逆行區(qū)。？F氣藏。氣藏。相圖的應(yīng)用：判斷油氣藏類型. 典型油氣藏相圖不同油氣藏，其相圖不同：不同油氣藏，其相圖不同：相圖的寬窄、大小、區(qū)內(nèi)等相圖的寬窄、大

11、小、區(qū)內(nèi)等液量線的分布間隔；液量線的分布間隔；包絡(luò)線上臨界點(diǎn)的位置。包絡(luò)線上臨界點(diǎn)的位置。1 1干氣氣藏相圖干氣氣藏相圖干氣氣藏：甲烷含量占干氣氣藏：甲烷含量占70%98%并無液相烴析出并無液相烴析出的氣藏，重質(zhì)含量極少。的氣藏，重質(zhì)含量極少。干氣相態(tài)圖干氣相態(tài)圖2 2濕氣氣藏相圖濕氣氣藏相圖濕氣相態(tài)圖濕氣相態(tài)圖干氣相態(tài)圖干氣相態(tài)圖uC C點(diǎn)位于臨界凝析壓點(diǎn)位于臨界凝析壓力點(diǎn)的左下側(cè)，更加靠力點(diǎn)的左下側(cè)，更加靠近臨界凝析壓力點(diǎn)。近臨界凝析壓力點(diǎn)。u環(huán)形區(qū)較窄；等液量環(huán)形區(qū)較窄；等液量線較密集。線較密集。u氣藏地層溫度氣藏地層溫度A A點(diǎn)點(diǎn)介于臨界溫度與臨界凝介于臨界溫度與臨界凝析溫度之間。從析

12、溫度之間。從B B點(diǎn)到點(diǎn)到D D點(diǎn)隨著氣藏壓力降低，點(diǎn)隨著氣藏壓力降低，液態(tài)烴析出達(dá)到最大液態(tài)烴析出達(dá)到最大反凝析過程）。反凝析過程）。3 3凝析氣藏相凝析氣藏相圖圖反凝析氣的相態(tài)圖反凝析氣的相態(tài)圖uC C點(diǎn)位于臨界凝析壓力點(diǎn)點(diǎn)位于臨界凝析壓力點(diǎn)的右下側(cè)，且比較接近臨的右下側(cè)，且比較接近臨界凝析壓力點(diǎn)。界凝析壓力點(diǎn)。u兩相環(huán)形區(qū)更寬；等液兩相環(huán)形區(qū)更寬；等液量線較稀疏且向著露點(diǎn)線量線較稀疏且向著露點(diǎn)線較靠近。較靠近。u油藏條件油藏條件A A點(diǎn)常位于點(diǎn)常位于泡點(diǎn)線上方，油藏中烴類泡點(diǎn)線上方，油藏中烴類以單相液態(tài)存在。以單相液態(tài)存在。u隨著油氣采出，油層壓隨著油氣采出，油層壓力逐漸降低至泡點(diǎn)壓力以力逐漸降低至泡點(diǎn)壓力以下時(shí)，分出的氣越來越多下時(shí)，分出的氣越來越多4 4輕質(zhì)油藏高收縮油藏相圖輕質(zhì)油藏高收縮油藏相圖高收縮原油的相態(tài)圖高收縮原油的相態(tài)圖uC點(diǎn)位于臨界凝析壓力點(diǎn)點(diǎn)位于臨界凝析壓力點(diǎn)的右下側(cè)且離臨界凝析壓的右下側(cè)且離臨界凝析壓力點(diǎn)較遠(yuǎn)力點(diǎn)較遠(yuǎn) 。u 環(huán)形區(qū)最寬環(huán)形區(qū)最寬 ；等液量線；等液量線較密集，且更加靠近露點(diǎn)較密集，且更加靠近露點(diǎn)線。線。u當(dāng)油藏壓力降低至泡點(diǎn)當(dāng)油藏壓力降低至泡點(diǎn)壓力之后，雖有氣體分離壓力之后，雖有氣體分離出來，但氣量不大。這類出來，但氣量不大。這類油藏的氣油